测量气体活塞式压力计有效面积时气柱差的误差分析
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活塞式压力计常见故障排除方法
活塞式压力计是一种常见的测量流体压力的仪器。
但是,在使用过程中,也有可能会出现一些故障。
下面,我们将介绍一些常见的活塞式压力计故障,并提出相应的排除方法。
压力值不准确
如果活塞式压力计测量出的压力值不准确,有可能是以下几个原因:
1.未正确校准:在使用前,需要确保压力计已经正确校准过,如果校准
不准确,会导致测量结果错误。
2.零点漂移:长时间使用会导致零点漂移,此时需要重新校准。
解决方
法是在测量前先将压力计静止,使其处于零点状态。
3.过度应用压力:如果应用的压力超过压力计的量程,也会导致测量结
果不准确。
指针摆动不稳
当活塞式压力计的指针在测量过程中摆动不稳,有以下几个原因:
1.过度应用压力:在使用时不要超过压力计的量程,否则会导致指针摆
动不稳。
2.机械部件孔或表面损坏:使用后应该及时清洁机械部件,否则灰尘会
影响活塞的移动,从而导致指针摆动不稳。
3.机械部件粘合:因为机械部件在使用过程中容易受到高温或高压的影
响,导致部件粘合。
解决方法是将机械部件拆开清洁后重新安装。
感应干扰
活塞式压力计在使用时也可能会受到外部的感应干扰,导致测量结果不准确,如果遇到了这种情况,应该考虑以下几个方面:
1.避免电子噪声的干扰,可以将压力计和电子设备分开。
2.避免磁场的干扰,可以将压力计远离磁场。
3.避免机械震动和振动的干扰,可以将压力计固定好。
总结
以上是活塞式压力计常见的故障以及相应的排除方案。
在使用过程中,应该经常对压力计进行维护和校准,以确保测量结果的准确性。
186 军民两用技术与产品 2018·6(下)文章编号:1009-8119(2018)06(2)-0186-02引言气体活塞式压力计由于具有其特有的优点,使用已经日益广泛。
为了填补此项空白,2013年10月国家实施气体活塞式压力计检定规程,本文采用JJG1086-2013《气体活塞式压力计》检定规程进行评定。
1 测量方法采用精度为0.005级、量程为(-100~400)kPa 的标准器来校准一台精度为0.02级、量程为(-100~400)kPa 的活塞式压力计为例进行评定。
采取起始平衡法对0.02级活塞式压力计的活塞的有效面积的校准,即将被校0.02级活塞系统装于0.005级标准接口上,按规定调节好标准与被校活塞系统的垂直度,在校准时将0.005级标准的两套砝码按校准点标称压力分别加于0.005级标准和被校活塞系统承重盘上并加压至两活塞浮起在平衡点上,使活塞旋转消除静磨擦。
通过投影系统用加小砝码方法使两活塞系统保持起始平衡位置,从而测得0.005级标准和被校活塞的砝码质量比值。
通过有效面积比可计算出被校有效面积。
2 测量模型被检活塞有效面积;级标准活塞有效面积;加在被检活塞上()及0.02级标准活塞(mp )的砝码质量之比:引起的相对标准不确定度的影响,上式变为:3 气体活塞式压力计活塞有效面积测量不确定度评定3.1 0.005级标准活塞式压力计所引入的相对标准不确定度 ,用B类标准不确定度评定上一级传递给出的0.005级标准活塞有效面积相对扩展不确定度为,置信概率,k=1.96。
3.2 被校活塞式压力计测量重复性引入的相对标准不确定度用A 类标准不确定度评定。
本试验以校准一台标称活塞有效面积为2.002568cm 2的活塞来进行,重复测量6次,得到其平均值为2.002566cm 2。
具体数据见下表1。
根据贝塞尔计算公式,计算重复性引入的不确定度并转化成相对不确定度:3.3 加在0.01 级被校活塞压力计上砝码引入的相对标准不确定度,用B类不确定度评定0.005级标准活塞压力计配重砝码允许偏差为±0.001%,其最:3.4 环境温度影响引起的相对标准不确定度,用B类不确定度评定:,为被检活塞筒活塞名义面积,为温度偏差量。
『简单活塞式压力计的误差修正』简单活塞式压力计是由专用砝码直接作用在活塞上的活塞式压力计,受到重力加速度影响、温度影响和活塞有效面积随压力改变的误差修正,以下就从这几点进行阐述:重力加速度影响的修正我国各生产厂家生产的压力计专用砝码,其质量一般是按标准重力加速度(9.80665)计算后制作的。
我国幅员辽阔,各地的重力加速度都不同,同一台压力计的一组专用砝码,在不同地区使用时,所得到的压力值也不相同,甚至会严重影响压力计的准确度。
如在北京新购置一台压力计,其专用砝码质量是按标准重力加速度计算后制作的,若不作重力加速度修正而在成都使用,将引起±0.157%的误差。
因此,新购置的压力计必须进行重力加速度的修正。
重力加速度与所在地的海拔高度、地理纬度有关,可用式(1)计算。
(1)式中压力计使用地点重力加速度();R----地球半径,R= 计算,H----测量地点的海拔高度(m);----压力计使用地点的地理纬度。
若按修正的压力计砝码移至B地(重力加速度为)使用时,两地测得的压力值有如下关系(2)这就是说,用同一组专用砝码在A地测得的压力值,是在B地测得压力值的倍。
压力计在两地测得的压力比等于两地重力加速度之比。
[例]一台活塞式压力计在成都(g=9.7913 )使用时全部参数均符合要求。
今移至贵阳市(g=9.7868 )使用,求因重力加速度变化引起的修正量。
解:据式(2)得即在贵阳市测得的压力值为成都测得的压力值得0.999954倍。
在使用地点的重力加速度和标准重力加速度不同时,对0.05级压力计相差不大于0.0005 ,0.02级压力计不大于0.002时,所带来的相对误差为它们分别为压力计准确度的0.1倍。
为使用方便,国家标准规定可不进行修正。
二、空气浮力影响的修正活塞式压力计的专用砝码在空气中使用,由于空气浮力作用,将使砝码重力不能完全作用在活塞上,对质量为的砝码,空气浮力为因空气浮力影响,作用于活塞上的重力为式中:----空气密度(kg/m);----砝码材料密度(kg/m)。
0.05级活塞式压力真空计活塞有效面积的测量结果不确定度的评定1.概述1.1 测量依据:JJG 236-2009,活塞式压力真空计检定规程. 1.2 环境条件:温度: (20±2)℃ ;相对湿度:80%以下. 1.3 测量标准:0.02级活塞式压力计活塞有效面积最大允许误差±0.01%。
1.4 测量方法:根据液压静力平衡原理,采用作用在活塞下端面上的力与砝码的重力相平衡的方法进行压力计活塞有效面积的测量.将被测活塞压力计活塞系统安装在标准活塞压力计测量标准上,加压后,当两个活塞在工作位置达到平衡时,产生的压力相等.即P被=P标;m 被/A被=m 标/A标。
当0.02级活塞压力计活塞的有效面积已知,加在两活塞上的砝码质量m 被,m 标已知.就能求得被检压力计的活塞有效面积. 1.5 测量对象:0.05级活塞式压力真空计活塞有效面积最大允许误差±0.02%。
现选取0.05级活塞式压力真空计(-0.1~0.25)MPa;有效面积名义值A 为1cm 2,作测量不确定度评定. 1.6 评定结果的使用:0.05级活塞式压力真空计在符合上述条件下有效面积为1cm 2的测量结果,一般可直接使用本测量不确定度作评定结果. 2 数学模型被检压力计与标准活塞压力计处于力平衡时,被检压力计活塞有效面积用如下公式表示:标被标被m m A A因在实验室检定活塞时,实验室温度能保证在20±0.5℃,温度波动不大于0.5℃每小时.当0.02级活塞与被检活塞的材质相同时,温度影响,空气浮力修正,重力加速度修正都不予考虑.式中: A被--被检活塞式压力计的活塞有效面积; A标--标准活塞式压力计的活塞有效面积; m 被--加在被检活塞式压力计上的砝码质量; m 标--加在标准活塞式压力计上的砝码质量;3 输入量的标准不确定度评定3.1 输入量A 标的标准不确定度u(A 标)的评定 3.1.1 标准不确定度u(A 标1)的评定输入量A 标的标准不确定度u(A 标1)的主要来源是0.02级有效面积的不确定度,因此采用标准不确定度B 类方法评定0.02级有效面积的最大允许示值误差为±0.01% a=0.01%通常认为在区间内服从均匀分布,k=3所以u(A 标)=kAa ⨯=5.8×10-5cm 2估计)u(A )u(A 标标∆=0.1,故自由度v (A 标)=503.1.2 标准不确定度u(A 标2)的评定输入量A 标的标准不确定度u(A 标2)的主要来源是被检活塞垂直性引起的标准不确定度, 因此采用标准不确定度B 类方法评定被检活塞允许安装不垂直性为5',取极限误差α=5' a=ααcos cos 1-=1.3×10-6通常认为在区间内服从均匀分布,k=3u(A 标2)= kA a ⨯=7.5×10-7cm2估计)u(A )u(A 22标标∆=0.1,故自由度v (A 标2)=503.2 输入量的标准不确定度u(m 被)的评定 3.2.1标准不确定度u(m 被1)的评定标准不确定度u(m 被1) 的主要来源是0.02级活塞压力计检定0.05级活塞式压力计配套砝码的最大允许示值误差。
0.02级活塞压力计活塞有效面积量值比对结果分析文/杨磊 徐标0 引言压力计量在工业生产方面非常重要,尤其体现在化工、石油、发电等部门。
压力值的大小与温度、流量一样,是工业生产自动化中不可缺少的控制参数,其测量准确与否可能直接影响企业的经济效益和能源的利用率。
在农业生产、国防建设以及科研等方面,都可能涉及到压力测量参数,遇到压力计量问题。
我国压力计量起步于20世纪50年代,并于60年代建立了压力基准和工作基准。
为了压力量值的正确传递,我国在七个大区建立了活塞式压力计工作基准即0.005级活塞式压力计标准装置,用以在全国广泛、准确地开展量值传递。
为考察活塞式压力计活塞有效面积在不同大区检测机构之间测量结果的一致性,客观、公正、科学地反映目前我国各大区计量中心开展0.02级活塞式压力计活塞有效面积量值传递的现状,由华南国家计量测量中心组织,广东省计量科学研究院作为主导实验室,在全国各大区中心之间开展了0.02级活塞压力计活塞有效面积量值比对工作。
1 比对路线安排本次比对项目的样品传递方式采取花瓣式传递,即比对样品传递3家实验室后,再回到主导实验室进行稳定性试验。
每个实验室在10个工作日内完成所有比对试验,并将传递标准传递至下一个参加实验室。
为考察传递标准稳定性,主导实验室在整个比对过程的前期、中期以及后期共进行三次试验。
主导实验室的测量结果采用前期比对数据。
2 传递标准本次比对任务主要是通过对压力量值传递标准的测量,给出测量结果,以考核参加比对工作的实验室的综合能力是否达到计量量值传递要求。
传递标准具体参数见表1。
传递标准活塞式压力计是纯机械结构,由碳化钨、不锈钢和铝等材料组成,且零部件都是分开放置运输的,若非有重大外力作用,其运输性能等其他指标较少受外部因素影响。
在整个比对样品的传递过程中,无任何异常情况上报,在比对过程的前期、中期及后期经主导实验室检查,其外包装箱完好,活塞本身外观也无异常,无跌落或磕碰迹象。